Studie zeigt, dass an Surfstränden in den kälteren Monaten weiterhin regenbedingte mikrobielle Verschmutzung herrscht

Surfer an Stränden, an denen Regenwasserabflussrohre ins Meer münden, riskieren an einem regnerischen Tag mehr als nur Wellen. Forscher der Monmouth University, die den Einfluss des Wetters und der Meeresbedingungen auf die mikrobielle Verschmutzung untersuchten, stellten fest, dass innerhalb von 6 bis 24 Stunden nach mäßigem Niederschlag die Enterokokken-Bakterienkonzentration an diesen Stränden etwa die Hälfte der Zeit die staatlichen Gesundheitssicherheitsstandards überstieg. Während Regen ein bekannter Faktor für krankheitsverursachende mikrobielle Verschmutzung an den Stränden von New Jersey ist, war dies die erste von Experten begutachtete Studie, die den Zusammenhang offiziell untersuchte.

Die Forschung wird in der Zeitschrift veröffentlicht Umweltüberwachung und -bewertung.

Der Stiftungsprofessor für Meereswissenschaften Jason Adolf und der Spezialprofessor Jeff Weisburg von der Biologieabteilung der Monmouth University sammelten 2019 und 2020 an trockenen Tagen und nach Stürmen an fünf Stränden von Monmouth County mit Abflussrohren Wasserproben mit Studenten. Die Forschung wurde sowohl beim Sommerbaden durchgeführt Saison – in der der Staat wöchentlich die Verschmutzungswerte überwacht – und von September bis Mai, einem Zeitraum, der nicht regelmäßig vom Staat überwacht wird. Obwohl der Andrang an Strandbesuchern nach dem Labor Day weitgehend verschwindet, gelten die Herbst- und Wintermonate als Hauptsaison zum Surfen an der Küste von Jersey, und die Gewässer sind nach wie vor überfüllt mit Surfern, die die Hurrikanwellen ausnutzen.

„Ohne ein Warnsystem am Strand könnten Surfer unwissentlich Bakterien ausgesetzt sein, die Atemwegsinfektionen, Übelkeit, Bauchschmerzen und Fieber verursachen können“, sagte Dr. Weisburg, dessen Forschungsschwerpunkt Immunologie und Krankheiten ist. „Da die Beschränkungen, an welchen Stränden man surfen darf, in der Nebensaison aufgehoben werden, sollten Surfer die anderen Strände nutzen, die ihnen zur Verfügung stehen, und sich während und nach Regenfällen von Abflussrohren fernhalten.“

Die Proben wurden auf Enterokokkenwerte getestet und auf Zusammenhänge mit Daten für drei wichtige Treiber überprüft: Niederschlag, der tierische Abfälle und andere Schadstoffe über Regenwassereinleitungen an die Strände transportiert; Die Wassertemperatur bestimmt, wie leicht Bakterien gedeihen können. und Gezeitenstufe, die steuern kann, ob die Schadstoffe verdünnt oder konzentriert werden.

Das Modell sagt die mikrobielle Verschmutzung anhand von Umweltdaten genau voraus

Die Untersuchung ergab, dass Regenfälle innerhalb von 6 bis 24 Stunden nach der Probenahme und höhere Wassertemperaturen die besten Prädiktoren für hohe Enterokokkenzahlen waren, obwohl zu allen Jahreszeiten Überschreitungen des staatlichen Grenzwerts von 104 koloniebildenden Einheiten (KBE) pro 100 ml Meerwasser festgestellt wurden – selbst in Meeren mit einer Temperatur von bis zu 20 Grad Celsius nach Regenperioden. Obwohl dies kein expliziter Teil dieser Studie ist, deuten Beobachtungen während der Probenahme darauf hin, dass diese Bakterienspitzen an diesen Stellen innerhalb von ein oder zwei Tagen nach ihrem Auftreten schnell nachließen.

Die Forscher erstellten ein Modell, das die Wahrscheinlichkeit von Bakterienspitzen an den Probenahmestellen anhand von Daten zu Niederschlagsansammlungen, Wassertemperatur und Wasserständen genau vorhersagen konnte. Als sich das Modell auf Standorte mit Regenwasserabfluss in der Brandungszone konzentrierte, waren seine Vorhersagen, dass die Pegel den staatlichen Schwellenwert überschreiten würden, in 69 % der Fälle korrekt; Es lag bei perfekten 100 %, als vorhergesagt wurde, dass die Werte sicher unter dem Schwellenwert bleiben würden.

Adolf sagte, dass ein Modell dieser Art, wenn es landesweit ausgeweitet würde, dazu verwendet werden könnte, das staatliche System zur Überwachung der Wasserqualität und zur Benachrichtigung von Badegästen zu erweitern, wenn das Meer unsicher ist. New Jersey nimmt regelmäßig montags Proben und führt Tests nur dienstags oder darüber hinaus durch, wenn eine KBE-Zahl über 104 festgestellt wird.

Die fünf Probenahmestellen boten Fallstudien dazu, wie sich die Einrichtung von Ausmündungen auf die Ergebnisse auswirken könnte. Eine Stelle, an der Überlaufwasser aus dem Wesley Lake im Asbury Park abfloss, wies den höchsten Prozentsatz an Proben über dem Schwellenwert auf. Der Prozentsatz war am Neptune Boulevard in Deal am niedrigsten, wo das Wasser in ein Sanddünengebiet abfloss, das es im Wesentlichen filterte, bevor es den Ozean erreichte. Die Ergebnisse waren an der Roosevelt Avenue in Deal sowie an der South Bath Avenue und am Ocean Place in Long Branch konsistenter, wo die Rohre allesamt Regenwasser in den Bereich der Brandungszone ableiteten.

Die Forscher nutzten das in dieser Studie erstellte Modell auch, um die Enterokokkenwerte an denselben Stränden anhand von etwa 20 Jahren historischen stündlichen Niederschlags-, Wassertemperatur- und Wasserstandsdaten „zurückzurechnen“. Die Ergebnisse wurden verwendet, um die Wirksamkeit verschiedener Stichprobenszenarien zu testen.

„Langfristig wird man an den von uns untersuchten Standorten etwa jedes siebte Überschreitungsereignis feststellen, wenn man nur einen von sieben Tagen beprobt, weil die Art der Niederschläge zufällig ist und die Reaktion der mikrobiellen Verschmutzung schnell erfolgt.“ „sagte Adolf. „Wenn es am Wochenende oder am frühen Montag regnet, werden Sie bei Messungen am Montag viele Überschreitungen feststellen. Wenn es jedoch von Dienstag bis Samstag regnet, ist es wahrscheinlich, dass die von uns untersuchten Strände die Enterokokkenwerte innerhalb von 24 überschreiten.“ Stunden und wird wahrscheinlich am darauffolgenden Montag klar sein. Wir sind uns der logistischen Herausforderungen bei der täglichen Probenahme bewusst, aber unsere Forschung legt nahe, dass Sie die wöchentliche Überwachung durch Modellierung ergänzen können, die die Sicherheit des Wassers auf der Grundlage von Umweltparametern vorhersagt, die bereits ständig gemessen werden.

Die Studie wurde gemeinsam von den Monmouth-Absolventen Kelly Hanna und Victoria Lohnes verfasst, mit Forschungsbeiträgen der Monmouth-Absolventen Maria Riley, Skyler Post, Ariel Zavala und Erin Conlon. Der außerordentliche Professor für Geographie Geoffrey Fouad leistete wichtige redaktionelle Beiträge zu der Zeitung.